Tahlilciler, Yeni Nesil Bataryalarda Kullanılabilecek Yarı Likit Metal Anot Geliştirdiler

Tahlilciler, Yeni Nesil Bataryalarda Kullanılabilecek Yarı Likit Metal Anot Geliştirdiler

Carnegie Mellon Üniversitesi’nden tahlilciler, batarya tasarımında yeni bir km taşını temsil eden yarı likit bir lityum metal bazlı anot geliştirdi. Bu yeni elektrot cinsi kullanılarak yapılan lityum bataryalar, daha yüksek kapasiteye sahip ve tipik lityum metal tabanlı bataryalardan daha tehlikesiz olabilir.

Lityum bazlı bataryalar, yüksek ölçüde enerji depolayabilmeleri sebebiyle çağdaş elektronikte kullanılan en yaygın şarj edilebilir pil cinslerinden biri. Ananesel olarak bu bataryalar; yanıcı akışkan elektrolitlerden, iki elektrottan, bir anot ve bir katottan oluşur ve bunlar bir çeperle ufalar. Bir batarya tekerrür tekerrür şarj edilip boşaldıktan sonra ‘dendrit’ ismi verilen lityum telleri, elektrot yüzeyinde gelişebilir. Dendritler, iki elektrotu birbirinden ayıran çeperi delebilir. Bu, anot ve katot arasında temasa izin verir, bu da pilin kısa devre yapmasına ve en makûs gidişatta alev almasına neden olabilir.

Mevcut bataryalarda kullanılan uçucu akışkan elektrolitlere önerilen çözüm, bunların katı seramik elektrolitler ile değiştirilmesidir. Bu elektrolitler yüksek geçirgendir, yanmaz ve dendritlere katlanacak kadar eforludur. Bununla beraber, tahlilciler, seramik elektrolit ve bir katı lityum anot arasındaki temasın, çoğu elektronik aygıt için gereken efor ölçüsünü depolamaya ve sağlamaya beceriksiz olduğunu bulmuşlardır.

Carnegie Mellon’un kimya kısmında hekime talebesi olan Sipei Li ve Carnegie Mellon’un malzeme bilimi ve mühendisliği kısmında hekime talebesi olan Han Wang, yarı likit metal anot olarak kullanılabilecek yeni bir malzeme sınıfı oluşturarak bu eksikliğin üstesinden gelebildi.

Li ve Wang, denk bir biçimde parçalamış olan lityum mikropartikülleri kapsayan çift geçirgen bir polimer/karbon kompozit matrisi yarattı. Matris, oda sıcaklığında akıcı halde kalır ve bu, katı elektrolit ile yeterli bir temas seviyesi oluşturulmasını sağlar. Yarı likit metal anotun garnet bazlı bir katı seramik elektrolit ile birleştirilmesi, bataryayı katı elektrolit ve ananesel lityum folyo anot kapsayan bataryalara göre 10 kat daha yüksek akım yoğunluğunda döndürebilir. Bu batarya, aynı zamanda ananesel bataryalara göre çok daha uzun bir ömre sahip olur.

Tahlilciler, usullerinin çok geniş kapsamlı tesirlere sahip olabileceğine inanıyor. Misalin elektrikli vasıtalar için yüksek kapasiteli bataryalar ve elastik batarya gerektiren giyilebilir makinelerde kullanılacak özel bataryalar oluşturmak için kullanılabilir.